Задачи › Диоды и резисторы

Диод и вольтметр

  1. Диод и вольтметр

    МОШ 2004/05, 10 кл.
    5/10

    В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, вольтметр и батарейка идеальные. Диод при включении в обратном направлении не пропускает ток, а при включении в прямом направлении открывается при напряжении \(U_0\) (вольт-амперная характеристика диода приведена на графике в условии предыдущей задачи). Что показывает вольтметр в этой цепи? Что он будет показывать, если изменить полярность включения диода?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    При \(\mathcal{E} < U_0\) вольтметр показывает \(V_1 = \mathcal{E}\); при \(\mathcal{E} > U_0\) он показывает \(V_2 = \dfrac{\mathcal{E}R_1 + U_0R_2}{R_1 + R_2}\); при обратной полярности включения диода — \(V = \mathcal{E}\).

    Решение

    Очевидно, что при \(\mathcal{E} < U_0\) ток в цепи не будет идти при включении диода в любом направлении, и следовательно, в этом случае вольтметр будет показывать напряжение \(V_1 = \mathcal{E}\).

    В случае \(\mathcal{E} > U_0\) диод открывается, и падение напряжения на нём не зависит от тока и равняется \(U_0\). Поэтому закон Ома для всей замкнутой цепи имеет вид: \[\mathcal{E} = U_0 + I(R_1 + R_2),\] а ток в цепи равен \[I = \dfrac{\mathcal{E} - U_0}{R_1 + R_2}.\] При этом вольтметр будет показывать напряжение \[V_2 = U_0 + IR_1 = \dfrac{\mathcal{E}R_1 + U_0R_2}{R_1 + R_2}.\] Если изменить полярность включения диода, то ток в цепи течь не будет, так как диод не пропускает ток в обратном направлении. Поэтому вольтметр покажет напряжение \(V = \mathcal{E}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи